1.本发明涉及一种微型连续化碳纳米管气相分散设备，属于纳米材料加工机械技术领域。
背景技术：
2.碳纳米管具有优异的力、光、热、电等性质，在众多领域具有广泛应用空间。但碳纳米管具有大比表面积，在范德华力、勾连缠绕作用下而极易发生团聚且不易分散，为其下游应用带来极大不便与性能损失。
3.为解决上述问题，现有技术通过超声、球磨、高剪等，实现碳纳米管的开团处理。
4.近年来，一类通过等离子放电的热作用激励碳纳米管所含工质实现碳纳米管的气相分散。
5.发明专利zl201610494447.8公开了一种碳纳米管分散方法，首先配制以一定比例混合的碳纳米管和粘合剂的碳纳米管混合物。然后将碳纳米管混合物加压制成条状电极，将所制得的碳纳米管混合物电极与电源相连。接通电源，使碳纳米管混合物电极中产生足够强度的电流，利用电极中电流的热效应使碳纳米管混合物中的粘合剂迅速汽化，对碳纳米管产生分散作用。
6.发明专利zl201510963821.x公开了一种碳纳米管分散方法，工艺包括以下步骤：(1)将碳纳米管与粘合剂混合；(2)将混合物压制成电极；(3)用此电极与直流电源的负极相连，用金属等材质做电源正极电极；(4)将电源正、负极电极保持一定距离；(5)接通电源，使电路两电极间产生一定强度的电弧、等离子体、电火花等电致热源，在高温作用下，碳纳米管所吸收的粘合剂发生相变使碳纳米管得到有效分散。
7.但从已公开技术来看，该类技术缺乏可连续化的专业化实施设备，而形成了相关技术的应用瓶颈。
技术实现要素：
8.针对上述背景技术中现有技术的不足，本发明提供了一种微型连续化碳纳米管气相分散设备，可实现小空间、连续化的碳纳米管气相分散。
9.为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
10.一种微型连续化碳纳米管气相分散设备，由进料系统、负压系统和分散系统组成，上述三系统顺序相连。
11.所述的进料系统为一管型部件，其一侧连接有驱动电机并形成该驱动电机的固定对象，另一侧连接有负压系统。驱动电机输出轴连接有螺杆，所述螺杆沿轴向通过管型部件的内腔，并可在驱动电机带动下在该内腔中发生无阻力旋转，螺杆大径小于内腔直径0.01～2mm。管型部件设有进、出料口各一，进、出料口沿径向贯穿管型部件的单侧管壁，进、出料口可以沿管型部件轴向分别前、后设置或沿管型部件径向排列，进、出料口与管型部件的内腔最小距离应大于2mm。进、出料口分别进出碳纳米管浆料，且进料口的进料量大于出料口
的出料量，进料口的进料量不低于3ml/min。
12.所述负压系统包括滤管和外套筒，其特征在于一侧与进料系统相连，另一侧与分散系统相连，负压系统与电源负极相连。外套筒内腔包含滤管且为同轴排列，滤管外径小于外套筒内径0.5～10mm，螺杆沿轴向通过滤管内腔，并可做无摩擦阻力旋转，螺杆大径小于滤管内腔直径0.01～2mm，螺杆的螺纹方向与电机轴旋转方向使螺杆将物料推向远离驱动电机一侧。套筒一侧开有出水孔，出水孔接有负压，且压力小于0.09mpa。滤管精度应满足允许水的通过但无法通过碳纳米管，优选的0.01～100μm。负压系统滤管精度、滤管长度与负压压力应满足：工作中，对碳纳米管浆料中的水分进行部分分离，而得到分离水分后的碳纳米管浆料中含水量小于90％。
13.所述的分散系统包括基座与可分离机头，基座包括金属喷嘴、绝缘支架两部分，其中金属喷嘴位于绝缘支架内部且与绝缘支架同轴，金属喷嘴一侧连于滤管并与滤管同轴且金属喷嘴内径与滤管内径等大或金属喷嘴内径略大于滤管内径，但径差小于5mm。绝缘支架设有金属插管，金属插管与金属喷嘴具有1.5mm以上的绝缘隔离，金属插管一端连于电源正极，另一端裸露。绝缘支架设有高压气路，气路一端连接高压气源，另一端位于绝缘支架一侧平面上。高压气源可以是压缩空气或其他惰性气体，高压气源作用于高压气路中的压力为0.1～10mpa。
14.可分离机头包括机头绝缘支架、金属插针、布气环、均气环、金属放电网、导气管组成，可分离机头可与基座进行可插拔连接，此结构中依靠金属喷嘴与绝缘支架的中心开孔过盈配合。绝缘支架的中心开孔一侧设有直径大于该开孔直径的布气环，布气环一侧贴有均气环，均气环为pp烧结材质且中心开孔与金属喷嘴过盈配合。导气管一端与布气环连接，另一端位于绝缘支架近基座一侧。均气环一侧紧贴布气环另一侧贴有金属放电网，金属放电网连接有金属插针。
15.当可分离机头插于基座时的连接关系有：金属插针插于金属插管，导气管与气路同轴衔接，金属喷嘴插入并越过均气环，金属喷嘴与金属放电网保持有1～5mm距离。
16.所述电源为直流电源，电压为2000～25000v。
17.本发明的有益效果是，提供了一种微型连续化碳纳米管气相分散设备，可将常见的碳纳米管浆料进行远距离、灵活的输送，并在此基础上对浆料中的碳纳米管进行连续化、稳定、可控的气相分散，浆料储存、输送动力等大空间设备可与分散设备分体而极大地节约分散位点所在空间。
附图说明
18.图1是本发明一种微型连续化碳纳米管气相分散设备的结构示意图
19.图中：1.驱动电机，2.输出轴，3.螺杆，4.进、出料口，5.滤管，6.外套筒，7.出水孔，8.可分离机头，9.金属喷嘴，10.绝缘支架，11.金属插管，12.机头绝缘支架，13.金属插针，14.布气环，15.均气环，16.金属放电网，17.导气管。
具体实施方式
20.下面结合附图对本发明进一步说明具体的实施方法：
21.一种微型连续化碳纳米管气相分散设备，由进料系统、负压系统和分散系统组成，
上述三系统顺序相连。
22.所述的进料系统为一管型部件，其一侧连接有驱动电机(1)并形成该驱动电机(1)的固定对象，另一侧连接有负压系统。驱动电机(1)和输出轴(2)连接有螺杆(3)，所述螺杆(3)沿轴向通过管型部件的内腔，并可在驱动电机(1)带动下在该内腔中发生无阻力旋转，螺杆(3)大径小于内腔直径0.5mm，螺杆(3)的螺纹方向与电机轴旋转方向应满足使螺杆(3)将物料推向远离驱动电机(1)一侧。管型部件设有进、出料口(4)各一，进、出料口(4)沿径向贯穿管型部件的单侧管壁，进、出料口(4)沿管型部件轴向分别前、后设置，进、出料口(4)平行且间距为4mm。
23.所述负压系统包括滤管(5)和外套筒(6)，其特征在于一侧与进料系统相连，另一侧与分散系统相连，负压系统与电源负极相连。外套筒(6)内腔包含滤管(5)且为同轴排列，滤管(5)外径小于外套筒(6)内径2mm，螺杆(3)沿轴向通过滤管(5)内腔，并可做无摩擦阻力旋转，螺杆(3)大径小于滤管(5)内腔直径imm。套筒一侧开有出水孔(7)，出水孔(7)接有负压，负压压力0.04mpa。滤管(5)精度30μm。
24.所述的分散系统包括基座与可分离机头(8)，基座包括金属喷嘴(9)、绝缘支架(10)两部分，其中金属喷嘴(9)位于绝缘支架(10)内部且与绝缘支架(10)同轴，金属喷嘴(9)一侧连于滤管(5)并与滤管(5)同轴且金属喷嘴(9)内径与滤管(5)内径等大。绝缘支架(10)设有金属插管(11)，金属插管(11)与金属喷嘴(9)轴向平行且距离2mm。金属插管(11)一端连于电源正极，另一端裸露。绝缘支架(10)设有高压气路，气路一端连接高压气源，另一端位于绝缘支架(10)一侧平面上。高压气源为压缩空气，压力为0.2mpa。
25.可分离机头(8)包括机头绝缘支架(12)、金属插针(13)、布气环(14)、均气环(15)、金属放电网(16)、导气管(17)组成，可分离机头(8)可与基座进行可插拔连接，此结构中依靠金属喷嘴(9)与绝缘支架(10)的中心开孔过盈配合。绝缘支架(10)的中心开孔一侧设有直径大于该开孔直径的布气环(14)，布气环(14)一侧贴有均气环(15)，均气环(15)为pp烧结材质且中心开孔与金属喷嘴(9)过盈配合。导气管(17)一端与布气环(14)连接，另一端位于绝缘支架(10)近基座一侧。均气环(15)一侧紧贴布气环(14)另一侧贴有金属放电网(16)，金属放电网(16)连接有金属插针(13)。
26.当可分离机头(8)插于基座时的连接关系有：金属插针(13)插于金属插管(11)，导气管(17)与气路同轴衔接，金属喷嘴(9)插入并越过均气环(15)，金属喷嘴(9)与金属放电网(16)保持有2mm距离。
27.所述电源为直流电源，电压为8000v。
28.一种微型连续化碳纳米管气相分散设备的工作过程：
29.将碳纳米管与水1∶100配成浆料，通过齿轮泵以50ml/min的流量泵入进料口，此时浆料将沿螺杆(3)的轴向两端同时进行螺旋流动，向出料口方向流动的碳纳米管从出料口流出并进入后续打料循环，向负压系统一侧流动的碳纳米管浆料在自身压力及螺杆(3)推动下进入负压系统的滤管(5)中，通过真空泵对出水孔(7)的负压抽吸作用可将滤管(5)中碳纳米管浆料的水分部分吸出，该部分水分从滤管(5)表面渗出经过滤管(5)外侧与外套筒(6)内腔的空隙流出出水孔(7)而从体系中分离。此时滤管(5)内的碳纳米管浆料由于水分流失而处于半固态的可塑状态，依靠螺杆(3)推进作用被挤入金属喷嘴(9)形成放电分散过程中的负极芯棒，负极芯棒从金属喷嘴(9)推出并与金属放电网(16)保持0.5mm间距，接通
电源和芯棒外端面与金属放电网(16)产生放电分散，芯棒外端面被消耗，此时控制驱动电机(1)工作与否或转速，继而控制螺杆(3)对芯棒的推进速度，使芯棒外端面与放电金属网的距离始终保持在5mm左右。压缩空气从气路进入导气管(17)，进而进入布气环(14)，在均气环(15)的气阻作用下布气环(14)中的压缩气体以环形均匀喷出，所喷出气体形成环形气幕将分散区域的碳纳米管迅速带离，这一过程增加了分散气相空间中碳纳米管的形成并减少了碳纳米管在绝缘部件表面的附着。